1. De interne structuur van de laserprinter
De interne structuur van de laserprinter bestaat uit vier hoofdonderdelen, zoals weergegeven in figuur 2-13.
Figuur 2-13 De interne structuur van de laserprinter
(1) Lasereenheid: zendt een laserstraal met tekstinformatie uit om de lichtgevoelige trommel te belichten.
(2) Papierinvoereenheid: regelt dat het papier op het juiste moment de printer in en uit gaat.
(3) Ontwikkelingseenheid: Bedek het blootgestelde deel van de lichtgevoelige trommel met toner om een beeld te vormen dat met het blote oog kan worden gezien, en breng dit over op het oppervlak van het papier.
(4) Fixeereenheid: De toner die het oppervlak van het papier bedekt, wordt gesmolten en stevig op het papier gefixeerd door middel van druk en verwarming.
2. Werkingsprincipe van de laserprinter
Een laserprinter is een uitvoerapparaat dat laserscantechnologie combineert met elektronische beeldverwerkingstechnologie. Laserprinters hebben verschillende functies, afhankelijk van het model, maar de werking en het principe zijn hetzelfde.
Aan de hand van standaard HP laserprinters als voorbeeld is de werkwijze als volgt.
(1) Wanneer de gebruiker via het besturingssysteem van de computer een printopdracht naar de printer stuurt, wordt de af te drukken grafische informatie eerst door het printerstuurprogramma omgezet in binaire informatie en vervolgens naar de hoofdcontroller verzonden.
(2) De hoofdprintplaat ontvangt en interpreteert de binaire informatie die door de driver wordt verzonden, past deze aan de laserstraal aan en stuurt het lasergedeelte aan om licht uit te zenden volgens deze informatie. Tegelijkertijd wordt het oppervlak van de lichtgevoelige trommel opgeladen door het laadapparaat. Vervolgens genereert het laserscangedeelte de laserstraal met grafische informatie om de lichtgevoelige trommel te belichten. Na belichting wordt een elektrostatisch latent beeld gevormd op het oppervlak van de tonertrommel.
(3) Nadat de tonercartridge in contact is gekomen met het ontwikkelsysteem, wordt het latente beeld zichtbaar. Tijdens het passeren van het transfersysteem wordt de toner onder invloed van het elektrische veld van het transferapparaat op het papier overgebracht.
(4) Nadat de overdracht is voltooid, komt het papier in contact met de elektriciteitsafvoerende zaagtand en ontlaadt het de lading op het papier naar de aarde. Ten slotte komt het in het fixeersysteem met hoge temperatuur terecht, waar de door de toner gevormde afbeeldingen en tekst in het papier worden geïntegreerd.
(5) Nadat de grafische informatie is afgedrukt, verwijdert het reinigingsapparaat de niet-overgedragen toner en gaat het over naar de volgende werkcyclus.
Alle bovengenoemde werkprocessen moeten zeven stappen doorlopen: opladen, belichten, ontwikkelen, overbrengen, stroom uitschakelen, fixeren en reinigen.
1>. Laden
Om ervoor te zorgen dat de lichtgevoelige trommel toner absorbeert volgens de grafische informatie, moet de lichtgevoelige trommel eerst worden opgeladen.
Er zijn momenteel twee oplaadmethoden voor printers op de markt: corona-opladen en opladen met een laadrol. Beide methoden hebben hun eigen kenmerken.
Corona-laden is een indirecte laadmethode waarbij het geleidende substraat van de lichtgevoelige trommel als elektrode fungeert en een zeer dunne metalen draad vlakbij de lichtgevoelige trommel wordt geplaatst als de andere elektrode. Tijdens het kopiëren of printen wordt een zeer hoge spanning op de draad aangelegd, waardoor er een sterk elektrisch veld in de ruimte rond de draad ontstaat. Onder invloed van dit elektrische veld stromen ionen met dezelfde polariteit als de coronadraad naar het oppervlak van de lichtgevoelige trommel. Omdat de fotoreceptor op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel in het donker een hoge weerstand heeft, kan de lading niet wegvloeien, waardoor de oppervlaktepotentiaal van de lichtgevoelige trommel blijft stijgen. Wanneer de potentiaal de hoogste acceptatiepotentiaal bereikt, is het laadproces voltooid. Een nadeel van deze laadmethode is dat er gemakkelijk straling en ozon kunnen ontstaan.
Laden met een laadrol is een contactlaadmethode die geen hoge laadspanning vereist en relatief milieuvriendelijk is. Daarom gebruiken de meeste laserprinters laadrollen om op te laden.
Laten we het laden van de laadrol als voorbeeld nemen om het volledige werkproces van de laserprinter te begrijpen.
Ten eerste genereert het hoogspanningscircuit een hoge spanning, die het oppervlak van de lichtgevoelige trommel via het laadcomponent gelijkmatig met negatieve elektriciteit oplaadt. Nadat de lichtgevoelige trommel en de laadrol één cyclus synchroon hebben gedraaid, is het gehele oppervlak van de lichtgevoelige trommel gelijkmatig met negatieve lading opgeladen, zoals weergegeven in figuur 2-14.
Figuur 2-14 Schematisch diagram van het opladen
2>. blootstelling
De belichting vindt plaats rond een lichtgevoelige trommel, die wordt belicht met een laserstraal. Het oppervlak van de lichtgevoelige trommel is een lichtgevoelige laag, deze laag bedekt het oppervlak van de aluminiumlegeringgeleider en de aluminiumlegeringgeleider is geaard.
De lichtgevoelige laag is een lichtgevoelig materiaal dat geleidend is wanneer het aan licht wordt blootgesteld en isolerend vóór blootstelling. Vóór blootstelling wordt de laag gelijkmatig geladen door een laadapparaat. Het bestraalde gedeelte wordt na laserbestraling snel geleidend en maakt contact met de aluminiumlegering, waardoor de lading naar aarde wordt afgevoerd en het tekstgebied op het printpapier wordt gevormd. Het gedeelte dat niet door de laser wordt bestraald, behoudt de oorspronkelijke lading en vormt een blanco gebied op het printpapier. Omdat dit tekenbeeld onzichtbaar is, wordt het een elektrostatisch latent beeld genoemd.
In de scanner is ook een synchrone signaalsensor geïnstalleerd. Deze sensor zorgt ervoor dat de scanafstand constant blijft, zodat de laserstraal die op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel valt, het beste beeld oplevert.
De laserlamp zendt een laserstraal met karakterinformatie uit, die op het roterende, veelzijdige reflecterende prisma schijnt. Het reflecterende prisma weerkaatst de laserstraal via de lensgroep naar het oppervlak van de lichtgevoelige trommel, waardoor de lichtgevoelige trommel horizontaal wordt gescand. De hoofdmotor drijft de lichtgevoelige trommel aan om continu te roteren, waardoor de laserstraal de trommel verticaal scant. Het belichtingsprincipe wordt weergegeven in figuur 2-15.
Figuur 2-15 Schematisch diagram van een belichting
3>. ontwikkeling
Ontwikkeling is het proces waarbij het principe van afstoting tussen gelijke en tegengestelde ladingen wordt gebruikt om het elektrostatische, latente beeld, dat onzichtbaar is voor het blote oog, om te zetten in zichtbare afbeeldingen. In het midden van de magnetische rol (ook wel ontwikkelrol of kortweg magnetische rol genoemd) bevindt zich een magneet. De toner in de poederbak bevat magnetische stoffen die door de magneet kunnen worden aangetrokken. De toner moet dus door de magneet in het midden van de ontwikkelrol worden aangetrokken.
Wanneer de lichtgevoelige trommel roteert naar de positie waar deze in contact komt met de magnetische ontwikkelrol, heeft het deel van het oppervlak van de lichtgevoelige trommel dat niet door de laser wordt bestraald dezelfde polariteit als de toner en zal geen toner absorberen; terwijl het deel dat wel door de laser wordt bestraald dezelfde polariteit heeft als de toner. Volgens het principe van afstotende polariteit en aantrekkende polariteit wordt de toner daarentegen geabsorbeerd op het oppervlak van de lichtgevoelige trommel waar de laser op schijnt, waardoor zichtbare tonerafbeeldingen op het oppervlak worden gevormd, zoals weergegeven in figuur 2-16.
Figuur 2-16 Diagram van het ontwikkelingsprincipe
4>. Transferdruk
Wanneer de toner door de lichtgevoelige trommel naar het printpapier wordt overgebracht, bevindt zich aan de achterzijde van het papier een overdrachtsmechanisme dat een hoge druk uitoefent op de achterkant van het papier. Omdat de spanning van het overdrachtsmechanisme hoger is dan de spanning van het belichtingsgebied van de lichtgevoelige trommel, worden de door de toner gevormde afbeeldingen en tekst onder invloed van het elektrische veld van het overdrachtsmechanisme overgebracht op het printpapier, zoals weergegeven in figuur 2-17. De afbeeldingen en tekst verschijnen vervolgens op het oppervlak van het printpapier, zoals weergegeven in figuur 2-18.
Figuur 2-17 Schematisch diagram van transferdruk (1)
Figuur 2-18 Schematisch diagram van transferdruk (2)
5>. Elektriciteit afvoeren
Wanneer de tonerafbeelding op het printpapier wordt overgebracht, bedekt de toner alleen het oppervlak van het papier. De door de toner gevormde beeldstructuur kan daardoor gemakkelijk beschadigd raken tijdens het transport van het papier. Om de integriteit van de tonerafbeelding vóór fixatie te waarborgen, wordt deze na de overdracht door een antistatische reiniger geleid. Deze reiniger verwijdert de polariteit, neutraliseert alle ladingen en maakt het papier neutraal, zodat het papier soepel de fixeerunit kan binnenkomen en de afdrukkwaliteit wordt gegarandeerd. Dit is weergegeven in figuur 2-19.
Figuur 2-19 Schematisch diagram van vermogenseliminatie
6>. fixeren
Verwarmen en fixeren is het proces waarbij druk en warmte worden uitgeoefend op de toner die op het printpapier is aangebracht, waardoor de toner smelt en in het printpapier trekt om een stevige afbeelding op het papieroppervlak te vormen.
Het hoofdbestanddeel van toner is hars; het smeltpunt van toner ligt rond de 100 °C.°De temperatuur van de verwarmingsrol van de bevestigingseenheid is ongeveer 180 °C.°C.
Tijdens het printproces, wanneer de temperatuur van de fuser een vooraf bepaalde temperatuur van ongeveer 180°C bereikt,°C. Wanneer het papier dat toner absorbeert door de opening tussen de verwarmingsrol (ook wel de bovenste rol genoemd) en de drukrol (ook wel de onderste drukrol genoemd) gaat, is het fixeerproces voltooid. De hoge temperatuur die hierdoor ontstaat, verhit de toner, waardoor deze op het papier smelt en een solide afbeelding en tekst vormt, zoals weergegeven in Figuur 2-20.
Figuur 2-20 Principediagram van de bevestiging
Omdat het oppervlak van de verwarmingsrol is voorzien van een coating die ervoor zorgt dat de toner niet gemakkelijk hecht, zal de toner door de hoge temperatuur niet aan het oppervlak van de verwarmingsrol blijven plakken. Na fixatie wordt het printpapier door de scheidingsklauw van de verwarmingsrol gescheiden en via de papierinvoerrol uit de printer afgevoerd.
Het reinigingsproces houdt in dat de toner op de lichtgevoelige trommel die niet van het papieroppervlak is overgebracht, wordt afgeschraapt en in de afvaltonerbak terechtkomt.
Tijdens het overdrachtsproces kan het tonerbeeld op de lichtgevoelige trommel niet volledig op het papier worden overgebracht. Als de trommel niet wordt gereinigd, wordt de toner die op het oppervlak achterblijft meegenomen naar de volgende printcyclus, waardoor het nieuw gegenereerde beeld wordt vernietigd en de afdrukkwaliteit wordt beïnvloed.
Het reinigingsproces wordt uitgevoerd door een rubberen schraper, die de lichtgevoelige trommel reinigt vóór de volgende printcyclus. Omdat het blad van de rubberen reinigingsschraper slijtvast en flexibel is, vormt het een snijhoek met het oppervlak van de lichtgevoelige trommel. Wanneer de lichtgevoelige trommel roteert, wordt de toner op het oppervlak door de schraper in de afvaltonerbak geschraapt, zoals weergegeven in afbeelding 2-21.
Figuur 2-21 Schematisch diagram van een reiniging
Geplaatst op: 20 februari 2023